(57)【要約】  【課題】細部にわたり被洗浄物表面の汚れを落とすことができ、洗浄ブラシの押圧が低くても高い洗浄性能が得られる洗浄ブラシ用毛材およびこの毛材を使用した洗浄ブラシの提供。  【解決手段】熱可塑性樹脂モノフィラメントからなる工業用の洗浄ブラシ毛材１であって、前記熱可塑性樹脂モノフィラメントは分岐されていない非分岐部分４と、その少なくとも一端に分岐形成された複数本の単糸３からなる分岐部分２とから構成され、前記非分岐部分４の長さ方向に対して垂直な断面が複数の凹凸を有する多葉形状であり、且つ前記分岐部分２における各単糸３の先端がテーパー状に形成されていることを特徴とする洗浄ブラシ毛材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂モノフィラメントからなる工業用の洗浄ブラシ毛材であって、前記熱可塑性樹脂モノフィラメントは分岐されていない非分岐部分と、その少なくとも一端に分岐形成された複数本の単糸からなる分岐部分とから構成され、前記非分岐部分の長さ方向に対して垂直な断面が複数の凹凸を有する多葉形状であり、且つ前記分岐部分における各単糸の先端がテーパー状に形成されていることを特徴とする洗浄ブラシ毛材。
【請求項２】
前記分岐部分の各単糸の長さが、非分岐部分の外接円直径の５〜２０倍の長さであることを特徴とする請求項１に記載の洗浄ブラシ毛材。
【請求項３】
前記非分岐部分の断面が３〜６の凹凸を有する多葉形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄ブラシ毛材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗浄ブラシ毛材を毛材の少なくとも一部に使用したことを特徴とする洗浄ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットディスプレイパネル（以下、ＦＤＰと称す）や半導体の基盤などの洗浄工程、特に精密洗浄工程で使用される洗浄ブラシ毛材および洗浄用ブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに代表されるＦＤＰや各種半導体の製造においては、基盤の精密洗浄が不可欠であり、その洗浄精度が製品の性能や不良率に大きく影響する。特にＦＤＰは近年大型化が進み、その長大な基盤全体を高精度に洗浄する新たな技術が求められている。
【０００３】
従来から、ＦＤＰ用基盤の洗浄には、合成樹脂製毛材を植毛したロールブラシを回転させ、流水中でこのロールブラシをＦＤＰ表面に押し当てて物理的に汚れを除去する方法が採用されている。しかし、この方法ではロールブラシを押圧して洗浄するため、毛材全体が湾曲して毛材側面で摩擦洗浄することになり、その結果、ＦＤＰの平面部分の汚れは除去されるものの、細部には異物が残留しやすいといった欠点があった。
【０００４】
これに対して、毛材の先端をテーパー形状にしたブラシ（例えば、特許文献１参照）が提案されている。このブラシは、毛先が細く、この毛先が基盤の細部にまで入り込み易いために、洗浄効率が向上するといった特徴を持っている。しかしながら、近年のＦＤＰ基盤はブラシの押圧による撓みを抑制するために押圧を下げる必要があるため、これに伴って、毛材の先端をテーパー形状にしたブラシを使用した場合には、被洗浄物の細部に汚れが残留したり、洗浄時間が長くかかったりするなどの問題があった。
【特許文献１】特開２００３−３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、洗浄ブラシ、特に精密洗浄ブラシに使用した場合、細部にわたり被洗浄物表面の汚れを落とすことができるとともに、洗浄ブラシの押圧が低くても高い洗浄性能が得られる洗浄ブラシ用毛材およびこの毛材を使用した洗浄ブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明によれば、熱可塑性樹脂モノフィラメントからなる工業用の洗浄ブラシ毛材であって、前記熱可塑性樹脂モノフィラメントは分岐されていない非分岐部分と、その少なくとも一端に分岐形成された複数本の単糸からなる分岐部分とから構成され、前記非分岐部分の長さ方向に対して垂直な断面が複数の凹凸を有する多葉形状であり、且つ前記分岐部分における各単糸の先端がテーパー状に形成されていることを特徴とする洗浄ブラシ毛材が提供される。  
【０００８】
なお、本発明の洗浄ブラシ毛材においては、
分岐部分の各単糸の長さが、非分岐部分の外接円直径の５〜２０倍の長さであること、
非分岐部分の断面が３〜６の凹凸を有する多葉形状であること
が好ましい条件として挙げられ、これらを満たすことによりさらに優れた効果を取得することができる。
【０００９】
また、本発明の洗浄ブラシは、上記の洗浄ブラシ毛材を毛材の少なくとも一部に使用したことを特徴とし、従来の洗浄ブラシよりも高い清掃性能を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の洗浄ブラシ毛材は、この毛材を構成する熱可塑性樹脂モノフィラメント（以下、単にモノフィラメントと呼ぶ）の少なくとも一端が複数本に分岐し、分岐された各単糸の先端にテーパー形状が形成されているため、被洗浄物単位面積当たりの毛先の接触本数が多くなり、この毛材を特に精密洗浄用ブラシに使用した場合は、従来のブラシ毛材を使用した洗浄ブラシに比べて被洗浄物の細部に毛先が入り込み易く、且つ洗浄ブラシの押圧が低くても高い洗浄性能が得られる。そのため、本発明の洗浄ブラシ毛材を使用した洗浄ブラシは、特にＦＤＰや各種半導体の基盤の製造工程など、高精度な洗浄が要求される精密洗浄分野にとって極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の洗浄用ブラシ毛材について、図面に従って具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の洗浄ブラシ毛材を構成するモノフィラメントの一例を示す拡大模式図であり、１はモノフィラメント、２は分岐部分、３は単糸、４は非分岐部分、５は毛材のＡ−Ａにおける断面を示している。
【００１３】
本発明の洗浄ブラシ毛材は、図１に示したとおり、モノフィラメント１からなり、このモノフィラメント１は、非分岐部分４とその少なくとも一端に分岐形成された複数本の単糸３を有する分岐部分２とからなり、非分岐部分４の長さ方向に対して垂直な断面５が複数の凹凸を有する多葉形状であり、且つ分岐部分２の各単糸３の先端が図示したようにテーパー状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
なお、本発明の洗浄用ブラシ毛材を構成するモノフィラメント１の熱可塑性樹脂は、特に限定はされないが、分岐部分２において単糸３を形成するとともに、各単糸３にテーパー形状を形成する上では、酸あるいはアルカリ溶解法により容易に溶解できる素材であることが好ましく、例えば、アルカリ溶解法でテーパー形状を形成する場合は、ポリエステル系樹脂、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと称す）、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、およびこれらの共重合体の使用が好ましく、毛材に適度な毛腰や摩耗性などが得られることからポリブチレンテレフタレートの使用が特に好適である。
【００１５】
また、上記熱可塑性樹脂には、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、その目的に応じて、各種無機粒子、各種金属粒子および架橋高分子粒子などの粒子類のほか、公知の抗酸化剤、耐光剤、耐侯剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐電防止剤、各種着色剤、ワックス類、シリコーンオイル、各種界面活性剤および各種強化繊維類などを適宜任意に添加せしめることもできる。
【００１６】
本発明の洗浄用ブラシ毛材を構成するモノフィラメント１の断面５は、複数の凹凸を有する多葉形状であることが、分岐部分２において単糸３を分岐形成すること、および各単糸３の先端にテーパー形状を形成することの上で重要な条件となる。
【００１７】
つまり、本発明の洗浄ブラシ毛材を構成するモノフィラメント１の断面５が多葉形状であるため、酸あるいはアルカリ溶解法を利用してモノフィラメント１の一端を溶解すると、分岐部分２に断面５の凹凸の数と同じ数の単糸３が形成されるとともに、各単糸３の先端にテーパー形状も形成されるからである。
【００１８】
例えば、図１に示すように、モノフィラメント１の断面５が三葉形である場合は、その一端を溶解すると分岐部分２に３本の単糸３が分岐形成され、且つ各単糸３の先端にテーパー形状が形成される。
【００１９】
また、単糸３の長さは、短すぎると被洗浄物の細部に毛先が入りにくくなるばかりか、分岐部分２の毛腰が硬くなるために被洗浄物の表面を傷付ける場合があり、逆に長すぎると分岐部分２の毛腰が柔らかくなるため、洗浄性能が低下する場合がある。
【００２０】
したがって、単糸３の長さは、非分岐部分４の外接円直径の５〜２０倍の長さであることが好ましく、さらには７〜１５倍の長さであることがより好ましい。
【００２１】
なお、モノフィラメント１における単糸３の本数、つまり毛材の断面５の凹凸数は特に限定されないが、分岐部分２の毛腰を保つためには、３〜６であること、さらには３〜４であることがより好ましい。
【００２２】
さらに、断面５の凸部の形状についても特に制限はなく、円形以外に多角形や楕円形などの形状を適宜選ぶことができる。
【００２３】
ここで、本発明の洗浄ブラシ毛材１は、何ら特殊な方法を用いて製造する必要はなく、例えば、熱可塑性樹脂を使用してモノフィラメントを溶融紡糸し、このモノフィラメントの束を所定長さに切断した後、酸あるいはアルカリ溶液に浸漬してその一端を溶解することにより得ることができる。
【００２４】
なお、上記のモノフィラメントは、公知の溶融紡糸方法、例えば、公知の溶融紡糸機を使用して熱可塑性樹脂を溶融混練した後、口金孔から熱可塑性樹脂を溶融押出し、冷却浴中で冷却固化した未延伸糸を加熱延伸し、さらに必要に応じて加熱弛緩処理を施すことにより得ることができる。
【００２５】
また、単糸３と各単糸３にテーパー形状を形成する方法については、公知の酸あるいはアルカリ溶解法を用いることが好ましく、具体的には、束状のモノフィラメントの周囲に紙テープ等を巻いた後、所定の長さに切断してカットブリッスルを作成し、このカットブリッスルの一端を酸あるいはアルカリ溶液に浸漬して溶解する方法を挙げることができる。
【００２６】
なお、単糸３の長さは、得られたカットブリッスルを酸またはアルカリ溶液に浸漬するに際に、その浸漬長を変えることで調整することができる。
【００２７】
こうして得られた本発明の洗浄ブラシ毛材は、モノフィラメント１の少なくとも一端が複数本に分岐し、分岐部分２において単糸３と各単糸３にテーパー形状が形成されているため、従来のテーパー部７を１つのみ有するモノフィラメント６からなる洗浄ブラシ毛材（図２参照）に比べて、被洗浄物単位面積当たりの毛先の接触本数が多くなり、この毛材を洗浄用ブラシ、特に精密洗浄用ブラシに使用した場合は、従来の洗浄ブラシ毛材を使用した洗浄用ブラシに比べて被洗浄物の細部に毛先が入り込み易く、且つ洗浄ブラシの押圧が低くても高い洗浄性能が得られる。
【００２８】
そのため、本発明の洗浄ブラシ毛材を使用した洗浄ブラシは、特にＦＤＰや各種半導体の基盤の製造工程など、高精度な洗浄が要求される精密洗浄分野に極めて有用であり、その他の工業用の洗浄ブラシにも利用できるものである。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の洗浄ブラシ毛材について、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明の洗浄ブラシ毛材はその要旨を超えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３０】
なお、洗浄ブラシの評価には、実施例および比較例で得られた洗浄ブラシ毛材を植毛したチャンネル型ロールブラシ（直径１０ｍｍ、長さ５００ｍｍ）を使用した。
【００３１】
実施例におけるブラシの評価方法は次のとおりである。
【００３２】
〔洗浄性評価〕
ロールブラシを洗浄装置に取り付け、実際に、純水をかけながら液晶パネル用ガラス基盤（４００ｍｍ×４００ｍｍ）を洗浄し、洗浄後の異物付着数を光学顕微鏡を用いて計測した。
【００３３】
なお、洗浄時のロールブラシの回転数は２００ｒｐｍ、ガラス基盤の移動速度は１．０ｃｍ／秒、且つロールブラシのガラス基盤への押し付け量は１．０ｍｍと２．０ｍｍの２段階とした。
【００３４】
〔実施例１〕
ＰＢＴ樹脂（東レ（株）トレコン１２００Ｓ）を使用して溶融紡糸し、外接円直径０．１０ｍｍの三葉形断面のモノフィラメントを得た。次に、このモノフィラメンを複数本に束ね、この束の周りに紙テープを巻き、長さ５０ｍｍに切断してカットブリッスルを得た。
【００３５】
続いて、このカットブリッスルの両端を水酸化ナトリウム溶液に浸漬し、３本の単糸と各単糸にテーパー形状を有する洗浄ブラシ毛材を得た。なお、得られた洗浄ブラシ毛材の単糸の長さは０．２ｍｍであった。
【００３６】
〔実施例２〕
カットブリッスルの水酸化ナトリウム溶液への浸漬長を変えて、各単糸の長さを０．７ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同じ条件で洗浄ブラシ毛材を得た。
【００３７】
〔実施例３〕
カットブリッスルの水酸化ナトリウム溶液への浸漬長さを変えて、各単糸の長さを１．５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同じ条件で洗浄ブラシ毛材を得た。
【００３８】
〔実施例４〕
カットブリッスルの水酸化ナトリウム溶液への浸漬長を変えて、各単糸の長さを２．４ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同じ条件で洗浄ブラシ毛材を得た。
【００３９】
〔実施例５〕
モノフィラメントの断面を五葉形にしたこと以外は、実施例２と同じ条件で洗浄ブラシ毛材を得た。
【００４０】
〔比較例１〕
モノフィラメントの断面を円形にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で洗浄ブラシ毛材を得た。
【００４１】
〔比較例２〕
得られたカットブリッスルを水酸化ナトリウム溶液に浸漬しなかったこと以外は、比較例１と同じ条件で洗浄ブラシ毛材を得た。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１から明らかなように、本発明の条件を満たす洗浄ブラシ毛材（実施例１〜５）を使用した洗浄ブラシは、毛先に分岐部分を持たない従来のテーパー形状の毛材（比較例１）を用いた場合はもとより、毛先に単糸もテーパー形状も持たない従来のストレート毛材（比較例２）を用いた場合と比べても洗浄効果が極めて高いことが分かる。そして、洗浄効果は、単糸の長さが０．７ｍｍ（実施例２）および１．５ｍｍ（実施例３）の場合に特に顕著であった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の洗浄ブラシ毛材は、この毛材を構成するモノフィラメントの少なくとも一端が複数に分岐し、分岐された各単糸にテーパー形状が形成されているため、従来の洗浄ブラシ毛材に比べて被洗浄物単位面積当たりの毛先の接触本数が多くなり、この毛材を洗浄用ブラシに使用した場合は、従来の洗浄ブラシ毛材を使用した洗浄ブラシに比べて被洗浄物の細部に毛先が入り込み易く、且つ洗浄ブラシの押圧が低くても高い洗浄性能が得られる。
【００４５】
そのため、本発明の洗浄ブラシ毛材を使用した洗浄ブラシは、特にＦＤＰや各種半導体の基盤の製造工程など、高精度な洗浄が要求される精密洗浄分野に極めて有用であり、その他の工業用の洗浄ブラシにも利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の洗浄ブラシ毛材を構成するモノフィラメントの一例を示す側面図とＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ従来の洗浄ブラシ毛材を構成するモノフィラメントの側面図とＢ−Ｂ線における断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      本発明の洗浄ブラシ毛材を構成するモノフィラメント
２      分岐部分
３      単糸
４      非分岐部分
５、８  断面
６      従来の洗浄ブラシ毛材を構成するモノフィラメント
７        テーパー部
【図１】
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【図２】
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